CN116593831A - 一种电缆缺陷定位方法、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本说明书实施例公开了一种电缆缺陷定位方法、设备及介质，方法包括：基于信号发生器产生入射信号，并将入射信号发送至待测电缆；接收待测电缆基于入射信号反射回的反射信号，反射信号包括分别自待测电缆首端、待测电缆缺陷处、待测电缆末端反射回待测电缆首端的信号；将入射信号和反射信号转换至时频域，分别得到入射时频域信号和反射时频域信号；将反射时频域信号转换为离散的时间点对应的伪频域信号，对伪频域信号进行滤波处理，将滤波处理后的伪频域信号转换至时频域，得到滤波时频域信号；基于入射时频域信号和滤波时频域信号的互相关函数，获取缺陷位置信息。
Description
技术领域
本说明书涉及电缆缺陷定位的技术领域，尤其涉及一种电缆缺陷定位方法、设备及介质。
背景技术
电缆是城市的重要供电工具，具有运行环境稳定、占地面积小等优点。然而电缆在安装、敷设的过程中，可能会出现局部的磨损、形变，改变电缆局部的电场强度，长期大负荷运作时，会形成局部老化缺陷，这给电缆供电稳定性带来隐患。因此，需要对局部缺陷进行定位排除，防止停电事故的发生。
反射法是一种快速、无损的电缆缺陷定位方法，根据入射信号、分析域不同主要包括三种，分别为时域反射法、频域反射法以及时频域反射法。其中时域反射法主要用于定位严重的故障，而无法定位微弱的缺陷；频域反射法能够定位微弱缺陷，但由于只拥有频域分辨能力，定位灵敏度有限；时频域反射法则是结合了时域反射法和频域反射法的新型方法，具有较高的定位灵敏度，但技术还不够成熟。
由于时频域反射法是将采集得到的信号转换至时频域，然后进行互相关处理，可以实现缺陷的高精度定位。然而，电缆缺陷处反射回电缆首端的信号会有衰减问题，随着缺陷距离的增加，其幅值会逐渐减小，当缺陷信号靠近电缆首端和末端反射的大幅值信号时，会受到大幅值信号周围的高频干扰，影响缺陷的定位峰值和定位精度。
综上所述，现有技术的电缆缺陷定位方法无法准确、灵敏地检测到所有缺陷尤其是微弱缺陷。
发明内容
本说明书一个或多个实施例提供了一种电缆缺陷定位方法、设备及介质，用于解决如下技术问题：现有技术的电缆缺陷定位方法无法准确、灵敏地检测到所有缺陷尤其是微弱缺陷。
本说明书一个或多个实施例采用下述技术方案：
本说明书一个或多个实施例提供一种电缆缺陷定位方法，所述方法包括：
基于信号发生器产生入射信号，并将所述入射信号发送至待测电缆；
接收所述待测电缆基于所述入射信号反射回的反射信号，所述反射信号包括分别自所述待测电缆首端、所述待测电缆缺陷处、所述待测电缆末端反射回所述待测电缆首端的信号；
将所述入射信号和所述反射信号转换至时频域，分别得到入射时频域信号和反射时频域信号；
将所述反射时频域信号转换为离散的时间点对应的伪频域信号，对所述伪频域信号进行滤波处理，将滤波处理后的伪频域信号转换至时频域，得到滤波时频域信号；
基于所述入射时频域信号和所述滤波时频域信号的互相关函数，获取缺陷位置信息。
进一步地，所述将所述入射信号和所述反射信号转换至时频域，分别得到入射时频域信号和反射时频域信号，包括：
采用矩形窗和时间积分变量，对在时间域分布的所述入射信号和所述反射信号进行积分计算，得到在时间域和频率域分布的周期性离散信号。
进一步地，所述将所述反射时频域信号转换为离散的时间点对应的伪频域信号，包括：
针对每个离散的时间点对应的反射时频域信号进行瞬时频率的积分运算，得到每个离散的时间点对应的频域信号；
对所述频域信号取幅值，作为所述离散的时间点对应的伪频域信号。
进一步地，所述对所述伪频域信号进行滤波处理，包括：
当伪瞬时频率数值为0时，确定所述的伪瞬时频率信号对应的初始信号；
随着所述伪瞬时频率数值增长，获取对应的伪瞬时信号；
对比所述初始信号和所述伪瞬时信号，过滤所述伪频域信号中受到大幅值信号产生的高频干扰的部分。
进一步地，所述对比所述初始信号和所述伪瞬时信号，过滤所述伪频域信号中受到大幅值信号产生的高频干扰的部分，包括：
随着所述伪瞬时频率数值增长，若对应的伪瞬时信号下降并下降至低于所述初始信号的0.01倍，则取所述初始信号至当前伪瞬时信号之间的信号，并将所述当前伪瞬时信号之后的信号置零；
随着所述伪瞬时频率数值增长，若对应的伪瞬时信号出现上升趋势，则取所述初始信号至当前伪瞬时信号之间的信号，并将所述当前伪瞬时信号之后的信号置零。
进一步地，所述将滤波处理后的伪频域信号转换至时频域，得到滤波时频域信号，包括：
对所述滤波处理后的伪频域信号进行伪频率积分运算，得到伪时频分布信号；
对所述伪时频分布信号取实数部分，作为所述滤波时频域信号。
进一步地，所述基于所述入射时频域信号和所述滤波时频域信号的互相关函数，获取缺陷位置信息，包括：
所述基于所述入射时频域信号和所述滤波时频域信号的互相关函数，将缺陷位置信息放大，得到信号自所述电缆首端传播到缺陷位置的传播时间；
根据所述传播时间和信号传播的平均波速，计算所述电缆缺陷的位置。
进一步地，所述所述基于所述入射时频域信号和所述滤波时频域信号的互相关函数，将缺陷位置信息放大，包括：
取所述信号持续时间的一半作为信号时间变量，将所述信号时间变量与时间变量组合得到组合变量；
计算所述入射信号和所述反射信号对应的滤波时频域信号，在所述组合变量内的积分运算；
根据所述入射信号和所述反射信号对应的滤波时频域信号，在所述组合变量内的积分运算，计算所述入射信号和所述反射信号在时频域下的互相关信息。
本说明书一个或多个实施例提供的一种电缆缺陷定位设备，其特征在于，所述设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
基于信号发生器产生入射信号，并将所述入射信号发送至待测电缆；
接收所述待测电缆基于所述入射信号反射回的反射信号，所述反射信号包括分别自所述待测电缆首端、所述待测电缆缺陷处、所述待测电缆末端反射回所述待测电缆首端的信号；
将所述入射信号和所述反射信号转换至时频域，分别得到入射时频域信号和反射时频域信号；
将所述反射时频域信号转换为离散的时间点对应的伪频域信号，对所述伪频域信号进行滤波处理，将滤波处理后的伪频域信号转换至时频域，得到滤波时频域信号；
基于所述入射时频域信号和所述滤波时频域信号的互相关函数，获取缺陷位置信息。
本说明书一个或多个实施例提供的一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：
基于信号发生器产生入射信号，并将所述入射信号发送至待测电缆；
接收所述待测电缆基于所述入射信号反射回的反射信号，所述反射信号包括分别自所述待测电缆首端、所述待测电缆缺陷处、所述待测电缆末端反射回所述待测电缆首端的信号；
将所述入射信号和所述反射信号转换至时频域，分别得到入射时频域信号和反射时频域信号；
将所述反射时频域信号转换为离散的时间点对应的伪频域信号，对所述伪频域信号进行滤波处理，将滤波处理后的伪频域信号转换至时频域，得到滤波时频域信号；
基于所述入射时频域信号和所述滤波时频域信号的互相关函数，获取缺陷位置信息。
本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：将采集得到的反射信号转换至时频域，过滤掉缺陷信号靠近电缆首端和末端反射的大幅值信号时，受到大幅值信号产生的高频干扰，然后再经过互相关处理，放大缺陷位置信息，从而可以可提高缺陷的定位峰值和定位精度。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本说明书实施例提供的一种电缆缺陷定位设备系统的组成示意图；
图2为本说明书实施例提供的一种电缆缺陷定位方法的流程示意图；
图3为本说明书实施例提供的一种未处理的缺陷处时频域分布；
图4为本说明书实施例提供的一种过滤示意图；
图5为本发明实施例的第二种过滤示意图；
图6为本发明实施例的第三种过滤示意图；
图7为本发明的一个实施例的滤波前后定位对比示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。
本发明
本说明书实施例提供一种电缆缺陷定位方法，需要说明的是，本说明书实施例中的执行主体可以是服务器，也可以是任意一种具备数据处理能力的设备。参考图1，本发明的系统包括计算机、信号发生器、示波器和待测电缆。
图2为本说明书实施例提供的一种电缆缺陷定位方法的流程示意图，如图2所示，方法主要包括如下步骤：
步骤S101，基于信号发生器产生入射信号，并将所述入射信号发送至待测电缆。
本发明采用计算机设计好入射信号参数，并将信号导入信号发生器；信号发生器产生实际信号并入射至待测电缆。
该方法的入射信号的表达式如下：
（1）
其中t为信号的时间，α为与信号持续时间反相关的因子，β为信号频率上升速度因子，f0为信号的中心频率。
步骤S102，接收所述待测电缆基于所述入射信号反射回的反射信号，所述反射信号包括分别自所述待测电缆首端、所述待测电缆缺陷处、所述待测电缆末端反射回所述待测电缆首端的信号。
本发明采用示波器采集电缆中反射回电缆首端的信号，并传输至计算机。
对电缆一端施加入射信号后，可以得到电缆首端、缺陷处、以及电缆末端的反射信号。
对于缺陷信号本身和周围的干扰成分，二者的时频域分布有所差异，图3所示为未处理的缺陷处时频域分布，由图3可见缺陷附近存在较多干扰，这会影响后续缺陷定位。
步骤S103，将所述入射信号和所述反射信号转换至时频域，分别得到入射时频域信号和反射时频域信号；
计算机将信号转换至时频域，具体进行下式处理以转换至时频域：
周期性离散信号（2）
其中f为信号的瞬时频率，R（τ）为矩形窗，τ为时间积分变量，*为复共轭。
步骤S104，将所述反射时频域信号转换为离散的时间点对应的伪频域信号，对所述伪频域信号进行滤波处理，将滤波处理后的伪频域信号转换至时频域，得到滤波时频域信号。
首先，本专利对于每个离散的时间点对应的时频分布进行了滤波处理，其流程如下：
1）对每个时间点的时频分布进行转换处理，得到离散的时间点对应的伪频域信号。
处理的公式如下：
（3）
其中i为第i个时间点，f'为处理后的伪频率变量，||为取幅值。
2）对转换后的结果进行滤波处理
本专利滤波处理的原则为：保留从横轴零点处正向的极大值，当零点处峰值右侧下降至零点处的0.01倍或出现增大趋势时，将右侧的Fi全部置零；若零点非极大值，即零点向右出现上升趋势，则直接将所有Fi置零。两种情况的示意图如图4、图5和图6所示。
其次，滤波后进行下式所示的Fi的反变换，对信号进行重构，得到滤波时频域信号，具体可以采用如下公式：
（4）
其中TFD'为重构后的时频分布，Re为取结果的实数部分。
步骤S105，基于所述入射时频域信号和所述滤波时频域信号的互相关函数，获取缺陷位置信息。
得到滤波时频域信号后，需要根据入射信号与反射信号在时频域下的互相关函数将缺陷位置信息进一步放大，互相关函数如下所示：
（5）
其中Ts为信号持续时间的一半，TFDr为反射信号的时频分布，TFDs为入射信号的时频分布，t'为t和Ts的组合变量。
获取互相关函数后，需要根据下式，将互相关函数中的时间转为距离，形成最终电缆缺陷定位曲线：
（6）
其中x为离电缆首端的距离，v为平均波速，t为时间。
本发明还以一根长为160m、缺陷设置在98m处的电缆为测试对象，进行了实际测试。入射信号参数α为1.17×1014、β为6.77×1013/>、f0为5MHz，图7为测量所得信号曲线及滤波处理前后的定位曲线。
根据图7的定位结果可以看出，处理后的定位结果在98.12m处、绝对误差为0.12m，而未处理的定位结果在93.87m、绝对误差为4.13m，因此本专利的方法可以减小基于时频域反射法的电缆缺陷定位误差。
综上所述，本发明将采集得到的反射信号转换至时频域，过滤掉缺陷信号靠近电缆首端和末端反射的大幅值信号时，受到大幅值信号产生的高频干扰，然后再经过互相关处理，放大缺陷位置信息，从而可以可提高缺陷的定位峰值和定位精度。
本说明书实施例还提供一种电缆缺陷定位设备，如图2所示，设备包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：
基于信号发生器产生入射信号，并将所述入射信号发送至待测电缆；
接收所述待测电缆基于所述入射信号反射回的反射信号，所述反射信号包括分别自所述待测电缆首端、所述待测电缆缺陷处、所述待测电缆末端反射回所述待测电缆首端的信号；
将所述入射信号和所述反射信号转换至时频域，分别得到入射时频域信号和反射时频域信号；
将所述反射时频域信号转换为离散的时间点对应的伪频域信号，对所述伪频域信号进行滤波处理，将滤波处理后的伪频域信号转换至时频域，得到滤波时频域信号；
基于所述入射时频域信号和所述滤波时频域信号的互相关函数，获取缺陷位置信息。
本说明书实施例还提供一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为：
基于信号发生器产生入射信号，并将所述入射信号发送至待测电缆；
接收所述待测电缆基于所述入射信号反射回的反射信号，所述反射信号包括分别自所述待测电缆首端、所述待测电缆缺陷处、所述待测电缆末端反射回所述待测电缆首端的信号；
将所述入射信号和所述反射信号转换至时频域，分别得到入射时频域信号和反射时频域信号；
将所述反射时频域信号转换为离散的时间点对应的伪频域信号，对所述伪频域信号进行滤波处理，将滤波处理后的伪频域信号转换至时频域，得到滤波时频域信号；
基于所述入射时频域信号和所述滤波时频域信号的互相关函数，获取缺陷位置信息。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、设备、非易失性计算机存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本说明书实施例提供的设备和介质与方法是一一对应的，因此，设备和介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述设备和介质的有益技术效果。
本领域内的技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器 (CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器 (RAM) 和/或非易失性内存等形式，如只读存储器 (ROM) 或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存 (PRAM)、静态随机存取存储器 (SRAM)、动态随机存取存储器 (DRAM)、其他类型的随机存取存储器 (RAM)、只读存储器 (ROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘 (DVD) 或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体 (transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本说明书的一个或多个实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书的一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书的一个或多个实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种电缆缺陷定位方法，其特征在于，所述方法包括：
基于信号发生器产生入射信号，并将所述入射信号发送至待测电缆；
接收所述待测电缆基于所述入射信号反射回的反射信号，所述反射信号包括分别自所述待测电缆首端、所述待测电缆缺陷处、所述待测电缆末端反射回所述待测电缆首端的信号；
将所述入射信号和所述反射信号转换至时频域，分别得到入射时频域信号和反射时频域信号；
将所述反射时频域信号转换为离散的时间点对应的伪频域信号，对所述伪频域信号进行滤波处理，将滤波处理后的伪频域信号转换至时频域，得到滤波时频域信号；
基于所述入射时频域信号和所述滤波时频域信号的互相关函数，获取缺陷位置信息。
2.根据权利要求1所述的一种电缆缺陷定位方法，其特征在于，所述将所述入射信号和所述反射信号转换至时频域，分别得到入射时频域信号和反射时频域信号，包括：
采用矩形窗和时间积分变量，对在时间域分布的所述入射信号和所述反射信号进行积分计算，得到在时间域和频率域分布的周期性离散信号。
3.根据权利要求2所述的一种电缆缺陷定位方法，其特征在于，所述将所述反射时频域信号转换为离散的时间点对应的伪频域信号，包括：
针对每个离散的时间点对应的反射时频域信号进行瞬时频率的积分运算，得到每个离散的时间点对应的频域信号；
对所述频域信号取幅值，作为所述离散的时间点对应的伪频域信号。
4.根据权利要求3所述的一种电缆缺陷定位方法，其特征在于，所述对所述伪频域信号进行滤波处理，包括：
当伪瞬时频率数值为0时，确定所述的伪瞬时频率信号对应的初始信号；
随着所述伪瞬时频率数值增长，获取对应的伪瞬时信号；
对比所述初始信号和所述伪瞬时信号，过滤所述伪频域信号中受到大幅值信号产生的高频干扰的部分。
5.根据权利要求4所述的一种电缆缺陷定位方法，其特征在于，所述对比所述初始信号和所述伪瞬时信号，过滤所述伪频域信号中受到大幅值信号产生的高频干扰的部分，包括：
随着所述伪瞬时频率数值增长，若对应的伪瞬时信号下降并下降至低于所述初始信号的0.01倍，则取所述初始信号至当前伪瞬时信号之间的信号，并将所述当前伪瞬时信号之后的信号置零；
随着所述伪瞬时频率数值增长，若对应的伪瞬时信号出现上升趋势，则取所述初始信号至当前伪瞬时信号之间的信号，并将所述当前伪瞬时信号之后的信号置零。
6.根据权利要求3所述的一种电缆缺陷定位方法，其特征在于，所述将滤波处理后的伪频域信号转换至时频域，得到滤波时频域信号，包括：
对所述滤波处理后的伪频域信号进行伪频率积分运算，得到伪时频分布信号；
对所述伪时频分布信号取实数部分，作为所述滤波时频域信号。
7.根据权利要求1所述的一种电缆缺陷定位方法，其特征在于，所述基于所述入射时频域信号和所述滤波时频域信号的互相关函数，获取缺陷位置信息，包括：
所述基于所述入射时频域信号和所述滤波时频域信号的互相关函数，将缺陷位置信息放大，得到信号自所述电缆首端传播到缺陷位置的传播时间；
根据所述传播时间和信号传播的平均波速，计算所述电缆缺陷的位置。
8.根据权利要求7所述的一种电缆缺陷定位方法，其特征在于，所述所述基于所述入射时频域信号和所述滤波时频域信号的互相关函数，将缺陷位置信息放大，包括：
取所述信号持续时间的一半作为信号时间变量，将所述信号时间变量与时间变量组合得到组合变量；
根据所述入射信号和所述反射信号对应的滤波时频域信号，在所述组合变量内的积分运算，计算所述入射信号和所述反射信号在时频域下的互相关信息。
9.一种电缆缺陷定位设备，其特征在于，所述设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
基于信号发生器产生入射信号，并将所述入射信号发送至待测电缆；
接收所述待测电缆基于所述入射信号反射回的反射信号，所述反射信号包括分别自所述待测电缆首端、所述待测电缆缺陷处、所述待测电缆末端反射回所述待测电缆首端的信号；
将所述入射信号和所述反射信号转换至时频域，分别得到入射时频域信号和反射时频域信号；
将所述反射时频域信号转换为离散的时间点对应的伪频域信号，对所述伪频域信号进行滤波处理，将滤波处理后的伪频域信号转换至时频域，得到滤波时频域信号；
基于所述入射时频域信号和所述滤波时频域信号的互相关函数，获取缺陷位置信息。
10.一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令设置为：
基于信号发生器产生入射信号，并将所述入射信号发送至待测电缆；
接收所述待测电缆基于所述入射信号反射回的反射信号，所述反射信号包括分别自所述待测电缆首端、所述待测电缆缺陷处、所述待测电缆末端反射回所述待测电缆首端的信号；
将所述入射信号和所述反射信号转换至时频域，分别得到入射时频域信号和反射时频域信号；
将所述反射时频域信号转换为离散的时间点对应的伪频域信号，对所述伪频域信号进行滤波处理，将滤波处理后的伪频域信号转换至时频域，得到滤波时频域信号；
基于所述入射时频域信号和所述滤波时频域信号的互相关函数，获取缺陷位置信息。
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Citations (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060097730A1 (en) * | 2002-07-09 | 2006-05-11 | Jin-Bae Park | Time-frequency domain reflectometry apparatus and method |
| CN102608419A (zh) * | 2012-03-31 | 2012-07-25 | 上海无线电设备研究所 | 具有噪声抑制性能的自适应瞬时频率测量方法 |
| CN104374939A (zh) * | 2014-11-06 | 2015-02-25 | 西安交通大学 | 基于振动信号同步压缩变换的旋转机械瞬时转速估测方法 |
| KR101525475B1 (ko) * | 2014-10-17 | 2015-06-03 | 연세대학교 산학협력단 | 케이블 고장 진단 장치 및 그 방법 |
| KR101570508B1 (ko) * | 2014-11-20 | 2015-11-19 | 연세대학교 산학협력단 | 케이블 진단을 위한 시간-주파수 영역 반사파 계측법의 최적 입력신호 선정 방법 |
| CN105997064A (zh) * | 2016-05-17 | 2016-10-12 | 成都奥特为科技有限公司 | 一种用于人体下肢表面肌电信号的辨识方法 |
| CN106093701A (zh) * | 2016-06-06 | 2016-11-09 | 国家电网公司 | 一种基于经验模态分解滤波的电缆故障信号检测方法 |
| US20180328975A1 (en) * | 2014-10-02 | 2018-11-15 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Method of analyzing a cable, based on an auto-adaptive correlation, for the detection of soft defects |
| CN109117807A (zh) * | 2018-08-24 | 2019-01-01 | 广东石油化工学院 | 一种plc通信信号自适应时频峰值滤波方法及系统 |
| US20190094289A1 (en) * | 2016-03-01 | 2019-03-28 | Commissariat A'lenergie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Method for detecting soft faults in a cable, which method is based on the integral of a reflectogram |
| CN111175827A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-05-19 | 西安石油大学 | 一种增强地震勘探信号的高性能时频域滤波方法 |
| CN112507280A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-03-16 | 石家庄铁道大学 | 信号瞬时频率估计方法 |
| CN112763842A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-05-07 | 西安交通大学 | 基于阻抗谱的电缆局部老化程度判别方法及装置 |
| CN113640617A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-11-12 | 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 | 一种电缆缺陷定位方法及设备 |
| KR20220042952A (ko) * | 2020-09-28 | 2022-04-05 | 한국서부발전 주식회사 | 시간-주파수 영역 반사파 기법을 활용한 케이블과 접속함의 고장진단, 상태감시 및 종합관리 장치 및 방법 |
| CN114578185A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-06-03 | 西安交通大学 | 一种电缆缺陷定位方法、设备及介质 |
| CN114646840A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-06-21 | 西安交通大学 | 一种基于数据降维的电缆缺陷定位方法及设备 |
| CN114660406A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-06-24 | 国网陕西省电力有限公司电力科学研究院 | 一种用于电缆故障检测波形自适应优化的方法及系统 |
| CN114705944A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-07-05 | 西安交通大学 | 一种电缆缺陷定位方法、设备及存储介质 |
| CN115469179A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-12-13 | 广东电网有限责任公司 | 一种海底电缆缺陷定位方法、装置、存储介质及系统 |
| CN115932470A (zh) * | 2022-11-28 | 2023-04-07 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 基于改进维格纳分布的电缆缺陷时频分析方法、系统及介质 |
| CN116027148A (zh) * | 2023-02-01 | 2023-04-28 | 西安交通大学 | 一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位方法、设备及介质 |
-
2023
- 2023-07-19 CN CN202310883049.5A patent/CN116593831B/zh active Active
Patent Citations (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060097730A1 (en) * | 2002-07-09 | 2006-05-11 | Jin-Bae Park | Time-frequency domain reflectometry apparatus and method |
| CN102608419A (zh) * | 2012-03-31 | 2012-07-25 | 上海无线电设备研究所 | 具有噪声抑制性能的自适应瞬时频率测量方法 |
| US20180328975A1 (en) * | 2014-10-02 | 2018-11-15 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Method of analyzing a cable, based on an auto-adaptive correlation, for the detection of soft defects |
| KR101525475B1 (ko) * | 2014-10-17 | 2015-06-03 | 연세대학교 산학협력단 | 케이블 고장 진단 장치 및 그 방법 |
| CN104374939A (zh) * | 2014-11-06 | 2015-02-25 | 西安交通大学 | 基于振动信号同步压缩变换的旋转机械瞬时转速估测方法 |
| KR101570508B1 (ko) * | 2014-11-20 | 2015-11-19 | 연세대학교 산학협력단 | 케이블 진단을 위한 시간-주파수 영역 반사파 계측법의 최적 입력신호 선정 방법 |
| US20190094289A1 (en) * | 2016-03-01 | 2019-03-28 | Commissariat A'lenergie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Method for detecting soft faults in a cable, which method is based on the integral of a reflectogram |
| CN105997064A (zh) * | 2016-05-17 | 2016-10-12 | 成都奥特为科技有限公司 | 一种用于人体下肢表面肌电信号的辨识方法 |
| CN106093701A (zh) * | 2016-06-06 | 2016-11-09 | 国家电网公司 | 一种基于经验模态分解滤波的电缆故障信号检测方法 |
| CN109117807A (zh) * | 2018-08-24 | 2019-01-01 | 广东石油化工学院 | 一种plc通信信号自适应时频峰值滤波方法及系统 |
| CN111175827A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-05-19 | 西安石油大学 | 一种增强地震勘探信号的高性能时频域滤波方法 |
| KR20220042952A (ko) * | 2020-09-28 | 2022-04-05 | 한국서부발전 주식회사 | 시간-주파수 영역 반사파 기법을 활용한 케이블과 접속함의 고장진단, 상태감시 및 종합관리 장치 및 방법 |
| CN112507280A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-03-16 | 石家庄铁道大学 | 信号瞬时频率估计方法 |
| CN112763842A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-05-07 | 西安交通大学 | 基于阻抗谱的电缆局部老化程度判别方法及装置 |
| CN113640617A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-11-12 | 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 | 一种电缆缺陷定位方法及设备 |
| CN114578185A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-06-03 | 西安交通大学 | 一种电缆缺陷定位方法、设备及介质 |
| CN114646840A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-06-21 | 西安交通大学 | 一种基于数据降维的电缆缺陷定位方法及设备 |
| CN114705944A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-07-05 | 西安交通大学 | 一种电缆缺陷定位方法、设备及存储介质 |
| CN114660406A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-06-24 | 国网陕西省电力有限公司电力科学研究院 | 一种用于电缆故障检测波形自适应优化的方法及系统 |
| CN115469179A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-12-13 | 广东电网有限责任公司 | 一种海底电缆缺陷定位方法、装置、存储介质及系统 |
| CN115932470A (zh) * | 2022-11-28 | 2023-04-07 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 基于改进维格纳分布的电缆缺陷时频分析方法、系统及介质 |
| CN116027148A (zh) * | 2023-02-01 | 2023-04-28 | 西安交通大学 | 一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位方法、设备及介质 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| HAOTIAN ZHANG，等: "A Novel Method for Identifying Cable Defect and Improving Location Accuracy Based on Frequency Domain ReflectometryA Novel Method for Identifying Cable Defect and Improving Location Accuracy Based on Frequency Domain Reflectometry", 《2021 IEEE 4TH INTERNATIONAL ELECTRICAL AND ENERGY CONFERENCE (CIEEC)》 * |
| 娄为，等: "基于阻抗谱加窗傅里叶变换的电缆多段缺陷识别方法", 《电网与清洁能源》, vol. 38, no. 9 * |
| 王昱皓，等: "基于改进时频域反射法的电力电缆局部缺陷定位", 《中国电机工程学报》, vol. 41, no. 7 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116593831B (zh) | 2023-11-07 |
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